Question

人類在使用金屬的歷史進程中，經(jīng)歷了銅、鐵、鋁之后，第四種將被廣泛應(yīng)用的金屬則被科學(xué)家預(yù)測為是鈦（Ti）．鈦外觀似鋼，具有銀灰光澤．鈦的特性是強度大，密度小（4.51g/cm³），硬度大，熔點高（1675℃），自1791年英國牧師格列高爾發(fā)現(xiàn)鈦至今，鈦和鈦的合金已被廣泛用于制造飛機、火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船、艦艇、汽輪機、化工設(shè)備、電訊器材、人造骨骼等，被譽為“未來世紀的金屬”．試回答下列問題：
（1）Ti元素在元素周期表中的位置是第

 

周期，第

 

族；其基態(tài)原子的價電子層排布為

 

．
（2）在Ti的化合物中，可以呈現(xiàn)+2、+3、+4三種化合價，其中以+4價的Ti最為穩(wěn)定．
①偏鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好，介電常數(shù)高，在小型變壓器、話筒和擴音器中都有應(yīng)用．偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖，它的化學(xué)式是

 

．
②已知Ti³⁺可形成配位數(shù)為6的配合物．現(xiàn)有含鈦的兩種顏色的晶體，一種為紫色，另一種為綠色，但相關(guān)實驗證明，兩種晶體的組成皆為TiCl₃?6H₂O．為測定這兩種晶體的化學(xué)式，設(shè)計了如下實驗：
a．分別取等質(zhì)量的兩種配合物晶體的樣品配成待測溶液；
b．分別往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀；
c．沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應(yīng)得到的白色沉淀質(zhì)量為紫色晶體的水溶液反應(yīng)得到沉淀質(zhì)量的

2

3

．則綠色晶體的化學(xué)式為

 

，該配合物中的配位體是

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)元素周期表可知Ti元素的位置，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可寫出Ti元素的基態(tài)原子的價電子層排布式；
（2）①利用均攤法計算晶胞中各種原子的數(shù)目，據(jù)此確定化學(xué)式；
②Ti³⁺的配位數(shù)均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀，則有氯離子在配合物的外界，兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應(yīng)得到的白色沉淀質(zhì)量為紫色晶體的水溶液反應(yīng)得到沉淀質(zhì)量的

2

3

，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子．

解答： 解：（1）根據(jù)元素周期表可知Ti元素位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，Ti元素是24號元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，它的基態(tài)原子的電子層排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，所以它的價電子排布式為：3d²4s²，故答案為：四；ⅣB；3d²4s²；
（2）①晶胞中分攤的各種原子的數(shù)目之比Ba：Ti：O=1：（8×

1

8

）：（12×

1

4

）=1：1：3，故化學(xué)式為：BaTiO₃，
故答案為：BaTiO₃；
②Ti³⁺的配位數(shù)均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產(chǎn)生白色沉淀，則有氯離子在配合物的外界，兩份沉淀，經(jīng)洗滌干燥后稱量，發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應(yīng)得到的白色沉淀質(zhì)量為紫色晶體的水溶液反應(yīng)得到沉淀質(zhì)量的

2

3

，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子，即綠色晶體的化學(xué)式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O，該配合物的配體是水分子和氯離子，故答案為：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O；H₂O、Cl^-

點評：本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，有一定的綜合性，涉及元素周期表、核外電子排布、晶胞計算、配合物等，難度中等，注意識記常見晶胞結(jié)構(gòu)，注意配合物內(nèi)界與外界區(qū)別．